(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲に電磁コイルが配置された中空筒状体と、前記中空筒状体に軸方向に移動可能に挿入配置されるとともに、前記電磁コイルにより生じる磁界により所定方向へ移動するとともに所定方向の端部に開閉弁を有するプランジャと、前記プランジャを前記反対方向へ付勢する付勢手段とを有する電磁弁における電源ユニットであって、
前記電磁コイルにそれぞれ直列にダイオードを接続した高電圧電源回路と低電圧電源回路とが１つの電源スイッチを共用して商用電源に並列に接続されているとともに、前記低電圧電源回路には商用の交流電源を直流に整流するとともに所定の電圧に変圧する電源装置と、前記電源装置から出力される直流電圧電源回路に並列に接続された電圧検出回路と、前記電圧検出回路と前記電源回路とに接続されたパルス発信回路とを有し、前記高電圧電圧電源回路には前記低電圧電源回路に接続されるパルス発信回路からのパルスによってＯＮ動作する高電圧選択スイッチと商用の交流電源を直流に整流する整流回路が直列に接続されており、前記電源スイッチをＯＮ操作することにより前記低電圧電源回路にスイッチング電源を介して出力された所定の直流電源を前記電圧検出回路により検出して、前記パルス発信回路から前記電磁コイルに高電圧ＯＮパルスを出力して高電圧回路に接続されている高電圧選択スイッチをＯＮとしたときに、前記高電圧回路に直列に接続されたダイオードはアノード側に高電圧がかかっていることからＯＮ状態となり、低電圧回路に直列に接続されたダイオードはカソード側に高電圧がかかっていることからＯＦＦ状態となっているので電磁コイルには高電圧電源回路から起動のための高電圧が印加されて電磁弁が開状態となり、前記高電圧ＯＮパルスの終了により高電圧選択スイッチがＯＦＦ状態となって、高電圧電源回路に直列に接続されたダイオードはアノード側の電圧が０となってＯＦＦ状態となり、低電圧電源回路に直列に接続されたダイオードはアノード側に低電圧がかかっていることからＯＮ状態となっているので電磁コイルには低電圧電源回路から開状態を保持するための低電圧が印加されて電磁弁が開状態に保持され、電源スイッチがＯＦＦに切り換えられると低電圧電源回路がＯＦＦ状態となり保持電圧が０となって電磁弁が元の閉状態に復帰することを特徴とする電磁弁における電源ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁弁に周囲に電磁コイルが配置された中空筒状体と、前記中空筒状体に軸方向に移動可能に挿入配置されるとともに、前記電磁コイルにより生じる磁界により所定方向へ移動するとともに所定方向の端部に開閉弁を有するプランジャと、前記プランジャを前記反対方向へ付勢する付勢手段とを有する電磁弁に関し、特に、省エネルギー型の電磁弁における電源ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、水やガスなどのような流体を管路により搬送する際に、流体の流れを制御する目的で商用電源により作動する電磁弁が用いられている。
【０００３】
ところで、従来から知られている電磁弁は，交流の商用電源を低電圧に変圧して電磁コイルを励磁するものであり、常に一定の電圧を印加するという省エネルギーの面での欠点を防ぐための電磁弁が例えば特開昭６１−２７８６７２号公報、特開昭６１−２７８６７３号公報に開示されている。
【０００４】
ところが、これらの電磁弁においては並列に接続された２つの電磁コイルを用いるものであり、構造が複雑であり、全体として小型化することができず、また、弁の作動時には電磁コイルに流れる電流を増大させるとともに、保持電流を減少させるものであり、弁の作動時に大きな電流が必要であるという問題点があった。
【０００５】
そこで、電磁弁の電磁コイルへの励磁に際し、その電磁コイルに印可する電圧を、弁の作動時には高電圧とする一方、弁の保持時には低電圧とする電磁弁が特開平９−２３９０２９号公報、特開２００３−２６９６４６号公報に提示されている。
【０００６】
しかしながら、前記特開平９−２３９０２９号公報に提示されている電磁弁は、従来の一律の電圧を供給する回路に従来周知の簡易なスイッチング回路を組み込んだものであり、信頼性が劣るとともに使用できる電圧の組み合わせにも制限があるという問題点がある。また、前記特開２００３−２６９６４６号公報に至っては効果が示されているだけであって具体的な駆動回路の構成は示されていない。
【特許文献１】特開昭６１−２７８６７２号公報
【特許文献２】特開昭６１−２７８６７３号公報
【特許文献３】特開平９−２３９０２９号公報
【特許文献４】特開２００３−２６９６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、商用電源を用いて電磁弁の電磁コイルへの励磁に際し、その電磁コイルに印可する電圧を、弁の作動時には高電圧とする一方、弁の保持時には低電圧とすることにより、省電力化を図るとともに開弁時における電磁コイルの発熱を防止し、交流電磁弁特有のコアのうなりがないことはいうまでもなく、動作が確実で安全な電磁弁の電源ユニットを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するためになされた本発明は、周囲に電磁コイルが配置された中空筒状体と、前記中空筒状体に軸方向に移動可能に挿入配置されるとともに、前記電磁コイルにより生じる磁界により所定方向へ移動するとともに所定方向の端部に開閉弁を有するプランジャと、前記プランジャを前記反対方向へ付勢する付勢手段とを有する電磁弁における電源ユニットであって、
前記電磁コイルにそれぞれ直列にダイオードを接続した高電圧電源回路と低電圧電源回路とが商用電源に接続した１つの電源スイッチを共用して並列に接続されているとともに、前記低電圧電源回路には商用の交流電源を直流に整流するとともに所定の電圧に変圧する電源装置と、前記電源装置から出力される直流電源回路に並列に接続された電圧検出回路と、前記電圧検出回路と前記電源回路とに接続されたパルス発信回路とを有し、前記高電圧電源回路には前記低電圧電源回路に接続されるパルス発信回路からのパルスによってＯＮ動作する高電圧選択スイッチと商用の交流電源を直流に整流する整流回路が直列に接続されていることを特徴とする。
【０００９】
前記電源スイッチをＯＮ操作することにより前記低電圧電源回路にスイッチング電源を介して所定の直流電源が出力され、この直流電源を電圧検出回路により検出して、前記パルス発信回路から前記電磁コイルに高電圧ＯＮパルスを出力して高電圧回路に接続されている高電圧選択スイッチがＯＮになる。このとき、高電圧回路に直列に接続されたダイオードはアノード側に高電圧がかかっていることからＯＮ状態となり、低電圧回路に直列に接続されたダイオードはカソード側に高電圧がかかっていることからＯＦＦ状態となっているので電磁コイルには高電圧電源回路から起動のための高電圧が印加されて電磁弁が開状態になる。
【００１０】
そして、前記高電圧ＯＮパルスが終了すると、高電圧選択スイッチがＯＦＦ状態となって、高電圧電源回路に直列に接続されたダイオードはアノード側の電圧が０となってＯＦＦ状態となり、低電圧電源回路に直列に接続されたダイオードはアノード側に低電圧がかかっていることからＯＮ状態となっているので電磁コイルには低電圧電源回路から開状態を保持するための低電圧が印加されて電磁弁が開状態に保持され、電源スイッチがＯＦＦに切り換えられると低電圧電源回路がＯＦＦ状態となり保持電圧が０となって電磁弁が元の閉状態に復帰する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の課題は、電磁コイルに印可する電圧を、弁の作動時には高電圧とする一方、弁の保持時には低電圧とすることにより、省電力化を図るとともに開弁時における電磁コイルの発熱を防止し、交流電磁弁特有のコアのうなりがないことはいうまでもなく、動作が確実できわめて安全である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１３】
図１は本発明の電源ユニットを使用するための電磁弁１の一例を示すものであり、従来の電磁弁と同様に、周囲に電磁コイル１１が配置された中空筒状体１２と、前記中空筒状体１２に軸方向に移動可能に挿入配置されるとともに前記電磁コイル１１により生じる磁界により所定方向へ移動するとともに所定方向の端部に開閉弁１３を有するプランジャ１４と、前記プランジャ１４を前記反対方向へ付勢するコイルばねを利用した付勢手段１５とを有する。
【００１４】
図２は前記図１に示した電磁弁１を操作するために用いられる本発明である電源ユニットの好ましい実施の形態におけるブロック回路図であり、例えば１００又は２００ＶのＡＣ（交流電源）である電源スイッチＳＷ１を共有してそれぞれ直列にダイオードＤ１およびダイオードＤ２を接続した高電圧電源回路ＨＶＣと低電圧電源回路ＬＶＣとが電磁弁１（図１参照）の電磁コイル１１に並列に接続されている。
【００１５】
そして、前記高電圧電源回路ＨＶＣには例えばトライアック等からなる高電圧選択スイッチＳＷ２と整流回路ＣＣが直列に接続されている。
【００１６】
また、前記低電圧電源回路ＬＶＣには従来周知の安定した直流電圧を出力するスイッチング電源ＳＷＲから出力される前記低電圧電源回路ＬＶＣの一部を形成する直流電源回路ＶＣに例えばコンデンサなどを用いた充電回路のような電圧検出回路ＶＤＣが並列に接続されている。この電圧検出回路ＶＤＣは例えば所定のＩＣチップにより構成され、前記直流電源回路ＶＣの＋電圧を検出するとパルス電流を出力する。更に、前記電圧検出回路ＶＤＣの下流には、前記電圧検出回路ＶＤＣからのパルスを受けて高電圧ＯＮパルスを発生するパルス発生回路ＰＣが並列に接続されており、このパルス発生回路ＰＣの出力側が前記高電圧電源回路ＨＶＣに接続されている高電圧選択スイッチＳＷ２のゲート端子に接続されている。
【００１７】
このように構成される本実施の形態を使用するには、先ず、ＡＣ電源の入力部２を所定の商用電源に接続し、電源スイッチＳＷ１をＯＮ操作すると、低電圧電源回路ＬＶＣに電流が流れ（図３に示す（１）ＡＣ入力電源の経時チャート参照）、スイッチング回路ＳＷＲにより所定電圧、所定電流の直流電気が流れる（図３に示す（２）ＡＣ入力の経時チャート参照）。
【００１８】
一方、同じくＡＣ電源の入力部２を共有する高電圧電源回路ＨＶＣは高電圧選択スイッチＳＷ２がＯＦＦ状態にあり、電流は流れない。
【００１９】
そして、前記直流電源回路ＶＣに電流が流れると（図３に示す（２）直流電源回路（＋Ｖ１）の経時チャート参照）、電圧検出回路ＶＤＣに所定容量の電気が充電され、充電が完了すると電圧検出回路ＶＤＣからパルス波（パルス１）がパルス発生回路ＰＣに出力される（図３に示す（３）電圧検出回路の経時チャート参照）。尚、この充電状態は開状態に保持されている間中、持続されるが、通常、一旦充電状態になると電気の供給は維持電流だけであり、殆ど電気を必要としないのできわめて経済的である。
【００２０】
そして、前記電圧検出回路ＶＤＣから出力されたパルス波（パルス１）がパルス発生回路ＰＣに出力されると、パルス発生回路ＰＣが高電圧ＯＮパルスを発生させ（図３に示す（４）高電圧ＯＮパルスの経時チャート参照）、この発生している間にわたって高電圧選択スイッチＳＷ２がＯＮ状態となり高圧電圧電源回路ＨＶＣに前記ＡＣ電源の入力部２から入力される高電圧の電流が整流回路ＣＣ２より整流されて電磁コイル１１に流れ（図３に示す（５）電磁弁印加電圧の経時チャート高電圧部分参照）、電磁弁が開状態になる。
【００２１】
このとき、高電圧電源回路ＨＶＣに直列に接続されたダイオードＤ２はアノード側に高電圧がかかっていることからＯＮ状態となり、低電圧電源回路ＬＶＣに直列に接続されたダイオードＤ１はカソード側に高電圧がかかっていてＯＦＦ状態となっているので電磁コイル１１には高電圧電源回路ＨＶＣから起動のための高電圧が印加されて電磁弁１（図１参照）が開状態になる。
【００２２】
そして、前記パルス発生回路ＰＣからの高電圧ＯＮパルスが終了すると、高電圧選択スイッチがＯＦＦ状態となって、高電圧電源回路ＨＶＣに直列に接続されたダイオードＤ２はアノード側の電圧が０となってＯＦＦ状態となり、低電圧電源回路ＬＶＣに直列に接続されたダイオードＤ１はアノード側に低電圧がかかっていることからＯＮ状態となっているので電磁コイル１１には低電圧電源回路ＬＶＣから開状態を保持するための低電圧が印加されて電磁弁が開状態に保持される（図３に示す（５）電磁弁印加電圧の経時チャート低電圧部分参照）。
【００２３】
その後、電源スイッチＳＷ１をＯＦＦに切り換えると低電圧電源回路ＬＶＣがＯＦＦ状態となり保持電圧が０となって電磁弁１が元の閉状態に復帰する。
【００２４】
このように本実施の形態によれば、少ない電力で安全に作動するとともに弁開時における電磁コイルの発熱を防止し、交流電磁弁特有のコアのうなりも生じない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明が用いられる電磁弁の一例を示す縦断面図。
【図２】本発明の好ましい実施の形態におけるブロック回路図。
【図３】図２に示した実施の形態における各回路や装置における電圧の変化を示すタイムチャート。
【符号の説明】
【００２６】
１  電磁弁、２  入力部、１１  電磁コイル、１２  中空筒状体、１３  開閉弁、１４  プランジャ、１５  付勢手段
【図１】
0005185651.tif 000002
【図２】
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【図３】
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